CN220478825U - 一种电池级碳酸锂生产用反应釜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池级碳酸锂生产用反应釜，包括反应釜体、两个破碎装置、搅拌组件以及进气管，反应釜体的顶部设有两个分别用于加入沉淀剂和控制剂的加料口，加料口连接有向反应釜体内部延伸的加料管；两个破碎装置与两个加料管一一对应设置，破碎装置具有连接于反应釜体上、且向反应釜体内部下方倾斜延伸的破碎筒体，破碎筒体的外壁上设有破碎进口和破碎出口；搅拌组件包括搅拌轴以及搅拌叶片；进气管连接于搅拌轴的下端，且搅拌轴的内部与进气管连通，进气管的外周设有若干个进气孔。本实用新型提供的电池级碳酸锂生产用反应釜，能够使碳酸锂晶体的粒度进一步减小且更加均匀，避免了团聚现象，提高了碳酸锂的生产质量。

Description

一种电池级碳酸锂生产用反应釜

技术领域

本实用新型属于碳酸锂生产设备技术领域，具体涉及一种电池级碳酸锂生产用反应釜。

背景技术

随着新能源汽车的发展，锂电池行业也得到高速发展，碳酸锂作为常用的锂离子电池的原料，其需求量也日益增长，同时，对碳酸锂的纯度要求也越来越高。

均相沉淀法是制备电池级碳酸锂的常用方法，就是将制备好的浆料溶液加入到反应釜中，并加入沉淀剂、表面活性剂、通入二氧化碳气体，控制反应釜的反应温度及反应时间来完成。现有技术中，碳化反应釜都是直接将沉淀剂从上部加料口加入到釜体内部的浆料溶液中，容易造成沉淀剂局部浓度过大，与浆料溶液混合不均匀，从而使结晶出的碳酸锂粒度大小不一、易团聚，影响了碳酸锂的纯度。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种电池级碳酸锂生产用反应釜，能够有效减小碳酸锂初始结晶的粒度，防止因团聚生成大的晶体颗粒，提高碳酸锂的生产率及纯度。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：提供一种电池级碳酸锂生产用反应釜，包括反应釜体、两个破碎装置、搅拌组件以及进气管，反应釜体顶部设有进液口、底部设有出液口，反应釜体的顶部还设有两个分别用于加入沉淀剂和控制剂的加料口，加料口连接有向反应釜体内部延伸的加料管；两个破碎装置与两个加料管一一对应设置，破碎装置具有连接于反应釜体上、且向反应釜体内部下方倾斜延伸的破碎筒体，破碎筒体的外壁上设有靠近加料管下端管口设置的破碎进口以及位于破碎进口上方的破碎出口；搅拌组件包括转动连接于反应釜体上的搅拌轴以及连接于搅拌轴外周的搅拌叶片；进气管连接于搅拌轴的下端，且搅拌轴的内部与进气管连通以供送二氧化碳气体至反应釜体内，进气管的外周设有若干个间隔排布的进气孔。

作为本实用新型另一实施例，破碎装置包括转动连接于破碎筒体内并沿破碎筒体的轴向延伸的剪切轴、连接于剪切轴外周的旋流桨片以及若干个连接于剪切轴外周的第一刀片，破碎筒体的上端连接有用于带动剪切轴转动的驱动件，旋流桨片靠近破碎进口设置，第一刀片位于旋流桨片和破碎出口之间。

作为本实用新型另一实施例，破碎筒体内壁上还设有若干个间隔排布的第二刀片，在剪切轴的轴向上，第一刀片对应位于相邻两个第二刀片的间隙内。

作为本实用新型另一实施例，搅拌轴的上端贯穿反应釜体的顶壁设置，反应釜体的顶部设有与搅拌轴相连的气泵。

作为本实用新型另一实施例，进气管包括连接于搅拌轴的下端且与搅拌轴内部连通的弧形管以及两个分别连接于弧形管两端的立管，弧形管沿反应釜体的弧形内底壁向反应釜体的外周延伸，立管沿搅拌轴的轴向延伸、且与反应釜体的内侧壁相邻设置。

作为本实用新型另一实施例，搅拌叶片沿搅拌轴的轴向间隔设置有三个，最下方的搅拌叶片水平对应位于两个立管之间。

作为本实用新型另一实施例，进气管的周壁上连接有沿进气管的径向延伸的刮片，刮片能够与反应釜体的内侧壁及内底壁接触以刮除位于反应釜体底部的沉淀物。

作为本实用新型另一实施例，加料管包括与加料口相连的延伸管以及连接于延伸管下端、且向破碎装置一侧弯折的弯折管，弯折管的下端具有朝向破碎进口水平延伸的水平管段。

作为本实用新型另一实施例，水平管段的外端连接有与破碎筒体同轴设置的弧形弯管，弧形弯管的外周壁上设有朝向破碎进口设置、且间隔排布的出料孔。

作为本实用新型另一实施例，反应釜体的内侧壁上连接有若干个沿反应釜体的轴向延伸的挡板，若干个挡板沿反应釜体的周向间隔排布。

本实用新型提供的电池级碳酸锂生产用反应釜的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型的电池级碳酸锂生产用反应釜，通过加料口及加料管分别将沉淀剂、控制剂导入到破碎装置的破碎进口处，破碎装置将沉淀剂、控制剂吸入到破碎筒体内部并对其进行破碎及乳化，经高度乳化的沉淀剂、控制剂从破碎出口排出与反应釜体内部的反应浆料混合，从而强化了接触反应的效果，减小了碳酸锂晶体的粒度；二氧化碳通过进气管进入到反应釜体内，进气管与搅拌轴连接，能够随搅拌轴同步转动，增强了曝气效果，使二氧化碳与反应浆料能够充分混合，加快反应速率，同时，结晶出的碳酸锂再次经过破碎装置的剪切研磨，使碳酸锂晶体的粒度进一步减小且更加均匀，避免了团聚现象，提高了碳酸锂的生产质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电池级碳酸锂生产用反应釜的剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的破碎装置的结构示意图；

图3为本实用新型实施例图1中A部的另一实施例的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的弧形弯管的结构示意图。

图中：

1、反应釜体；11、进液口；12、出液口；13、加料口；14、加料管；141、延伸管；142、弯折管；143、水平管段；144、弧形弯管；145、出料孔；15、挡板；2、破碎装置；21、破碎筒体；22、破碎进口；23、破碎出口；24、剪切轴；25、旋流桨片；261、第一刀片；262、第二刀片；27、驱动件；3、搅拌组件；31、搅拌轴；32、搅拌叶片；4、进气管；41、进气孔；42、立管；43、弧形管；44、刮片；5、气泵。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在另一个元件上。需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者若干个该特征。在本发明的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请一并参阅图1及图2，现对本实用新型提供的电池级碳酸锂生产用反应釜进行说明。所述电池级碳酸锂生产用反应釜，包括反应釜体1、两个破碎装置2、搅拌组件3以及进气管4，反应釜体1顶部设有进液口11、底部设有出液口12，反应釜体1的顶部还设有两个分别用于加入沉淀剂和控制剂的加料口13，加料口13连接有向反应釜体1内部延伸的加料管14；两个破碎装置2与两个加料管14一一对应设置，破碎装置2具有连接于反应釜体1上、且向反应釜体1内部下方倾斜延伸的破碎筒体21，破碎筒体21的外壁上设有靠近加料管14下端管口设置的破碎进口22以及位于破碎进口22上方的破碎出口23；搅拌组件3包括转动连接于反应釜体1上的搅拌轴31以及连接于搅拌轴31外周的搅拌叶片32；进气管4连接于搅拌轴31的下端，且搅拌轴31的内部与进气管4连通以供送二氧化碳气体至反应釜体1内，进气管4的外周设有若干个间隔排布的进气孔41。

本实施例提供的电池级碳酸锂生产用反应釜，与现有技术相比，通过加料口13及加料管14分别将沉淀剂、控制剂导入到破碎装置2的破碎进口22处，破碎装置2将沉淀剂、控制剂吸入到破碎筒体21内部并对其进行破碎及乳化，经高度乳化的沉淀剂、控制剂从破碎出口23排出与反应釜体1内部的反应浆料混合，从而强化了接触反应的效果，减小了碳酸锂晶体的粒度；二氧化碳通过进气管4进入到反应釜体1内，进气管4与搅拌轴31连接，能够随搅拌轴31同步转动，增强了曝气效果，使二氧化碳与反应浆料能够充分混合，加快反应速率，同时，结晶出的碳酸锂再次经过破碎装置2的剪切研磨，使碳酸锂晶体的粒度进一步减小且更加均匀，避免了团聚现象，提高了碳酸锂的生产质量。

本实施例中，破碎筒体21倾斜设置使破碎进口22位于破碎出口23的下方，使加料管14中的沉淀剂、控制剂更容易被吸入到破碎筒体21内形成旋涡并从破碎出口23排出，增强了循环流动的效果。

反应釜体1的外壁上设有螺旋形的加热盘管，并在加热盘管的上方设置蒸汽入口、下方设置冷凝出口，从蒸汽入口通入热媒，使加热盘管中的热媒介质与反应釜体1中的反应浆料发生热量交换，从而提高反应浆料的温度，加快反应的进行。

具体的，反应釜体1的顶部连接有安装架，安装架的上方连接有驱动电机，安装架的内部设有减速组件，驱动电机通过减速组件与搅拌轴31的上端相连，从而带动搅拌轴31转动，以搅拌反应浆料。

进一步的，搅拌叶片32为类似螺旋桨的结构，能够增强反应浆料的轴向对流，使各反应物之间混合更加均匀，同时也能提高加热盘管内的热媒与反应浆料的换热效率，防止局部温度过高。

作为本实用新型提供的一种电池级碳酸锂生产用反应釜的一种具体实施方式，参见图2，破碎装置2包括转动连接于破碎筒体21内并沿破碎筒体21的轴向延伸的剪切轴24、连接于剪切轴24外周的旋流桨片25以及若干个连接于剪切轴24外周的第一刀片261，破碎筒体21的上端连接有用于带动剪切轴24转动的驱动件27，旋流桨片25靠近破碎进口22设置，第一刀片261位于旋流桨片25和破碎出口23之间。

本实施例中，旋流桨片25及第一刀片261均位于破碎进口22和破碎出口23之间，旋流桨片25为螺旋桨状结构，转动时能够使破碎筒体21内产生轴向旋流，将沉淀剂、控制剂从破碎进口22吸入，沿破碎筒体21向上输送至第一刀片261处进行破碎乳化，并经破碎出口23排出。

作为本实用新型提供的一种电池级碳酸锂生产用反应釜的一种具体实施方式，参见图2，破碎筒体21的内壁上还设有若干个间隔排布的第二刀片262，在剪切轴24的轴向上，第一刀片261对应位于相邻两个第二刀片262的间隙内。

本实施例中，第二刀片262设置在破碎筒体21的内壁上固定不动，第一刀片261设置在剪切轴24上随剪切轴24转动，第一刀片261与第二刀片262依次交错布置，并相互配合起到剪切破碎的作用。

作为本实用新型提供的一种电池级碳酸锂生产用反应釜的一种具体实施方式，参见图1，搅拌轴31的上端贯穿反应釜体1的顶壁设置，反应釜体1的顶部设有与搅拌轴31相连的气泵5。

本实施例中，气泵5连接在反应釜体1上方的安装架上，并通过旋转接头与搅拌轴31的上端相连，通过搅拌轴31向进气管4内通入二氧化碳气体，不仅简化了反应釜体1的结构，同时能够使进气管4与搅拌轴31同步转动，从而增强进气管4的曝气效果。

在一种可能的实现方式中，搅拌叶片32上也可同时设置与搅拌轴31的内孔相连通的进气孔41，进一步增加进气面积。

作为本实用新型提供的一种电池级碳酸锂生产用反应釜的一种具体实施方式，参见图1，进气管4包括连接于搅拌轴31的下端且与搅拌轴31内部连通的弧形管43以及两个分别连接于弧形管43两端的立管42，弧形管43沿反应釜体1的弧形内底壁向反应釜体1的外周延伸，立管42沿搅拌轴31的轴向延伸、且与反应釜体1的内侧壁相邻设置。

本实施例中，反应釜体1的底部为半球形，进气管4设置为两侧立管42及中间弧形管43的结构，能够更好的适应反应釜体1的弧形内底壁的形状，在通入二氧化碳的同时起到搅拌反应釜体1底部反应浆料的作用，防止结晶产物沉淀于反应釜体1底部。

作为本实用新型提供的一种电池级碳酸锂生产用反应釜的一种具体实施方式，参见图1，搅拌叶片32沿搅拌轴31的轴向间隔设置有三个，最下方的搅拌叶片32水平对应位于两个立管42之间。

本实施例中，搅拌叶片32设置上下间隔的三个，能够提高反应釜体1内浆料的轴向对流及混合效果，在此基础上，最下方的搅拌叶片32对应位于两侧立管42之间，能够对进气管4附近混有二氧化碳的反应浆料进行搅拌并向上提升，加快二氧化碳与上层反应浆料的混合速度。

作为本实用新型提供的一种电池级碳酸锂生产用反应釜的一种具体实施方式，参见图1，进气管4的周壁上连接有沿进气管4的径向延伸的刮片44，刮片44能够与反应釜体1的内侧壁及内底壁接触以刮除位于反应釜体1底部的沉淀物。

本实施例中，由于反应过程中会产生结晶颗粒，结晶颗粒容易沉淀并粘附至反应釜体1的内壁上，在进气管4的外周设置刮片44，刮片44随进气管4与搅拌轴31同步转动，从而对反应釜体1的内侧壁及内底壁进行刮扫，防止结晶颗粒沉淀。

作为本实用新型提供的一种电池级碳酸锂生产用反应釜的一种具体实施方式，参见图1，加料管14包括与加料口13相连的延伸管141以及连接于延伸管141下端、且向破碎装置2一侧弯折的弯折管142，弯折管142的下端具有朝向破碎进口22水平延伸的水平管段143。

本实施例中，弯折管142的设置能够使延伸管141靠近反应釜体1的内侧壁设置，为搅拌叶片32留出足够的搅拌空间，水平管段143能够将沉淀剂、控制剂水平导入到破碎进口22处，便于沉淀剂、控制剂进入到破碎筒体21内。

作为本实用新型提供的一种电池级碳酸锂生产用反应釜的一种具体实施方式，参见图3及图4，水平管段143连接有与破碎筒体21同轴设置的弧形弯管144，弧形弯管144的外周壁上设有朝向破碎进口22设置、且间隔排布的出料孔145。

本实施例中，在水平管段143的端部设置具有出料孔145的弧形弯管144，能够增加出料孔145与破碎进口22的覆盖面积，使沉淀剂、控制剂更快速的进入破碎筒体21内，提高了沉淀剂、控制剂的破碎率，有效节省了沉淀剂、控制剂的用量。

作为本实用新型提供的一种电池级碳酸锂生产用反应釜的一种具体实施方式，参见图1，反应釜体1的内侧壁上连接有若干个沿反应釜体1的轴向延伸的挡板15，若干个挡板15沿反应釜体1的周向间隔排布。

本实施例中，挡板15位于进气管4的上方，防止进气管4转动过程中与挡板15发生干涉。反应浆料在搅拌叶片32的搅拌作用下产生周向流，从而使反应浆料不断地撞击到挡板15的侧壁上，在此过程中，挡板15对反应浆料起到进一步破碎的作用，从而强化了反应效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，包括：

反应釜体，顶部设有进液口、底部设有出液口，所述反应釜体的顶部还设有两个分别用于加入沉淀剂和控制剂的加料口，所述加料口连接有向所述反应釜体内部延伸的加料管；

两个破碎装置，与两个所述加料管一一对应设置，所述破碎装置具有连接于所述反应釜体上、且向所述反应釜体内部下方倾斜延伸的破碎筒体，所述破碎筒体的外壁上设有靠近所述加料管下端管口设置的破碎进口以及位于所述破碎进口上方的破碎出口；

搅拌组件，包括转动连接于所述反应釜体上的搅拌轴以及连接于所述搅拌轴外周的搅拌叶片；

进气管，连接于所述搅拌轴的下端，且所述搅拌轴的内部与所述进气管连通以供送二氧化碳气体至所述反应釜体内，所述进气管的外周设有若干个间隔排布的进气孔。

2.如权利要求1所述的一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，所述破碎装置包括转动连接于所述破碎筒体内并沿所述破碎筒体的轴向延伸的剪切轴、连接于所述剪切轴外周的旋流桨片以及若干个连接于所述剪切轴外周的第一刀片，所述破碎筒体的上端连接有用于带动所述剪切轴转动的驱动件，所述旋流桨片靠近所述破碎进口设置，所述第一刀片位于所述旋流桨片和所述破碎出口之间。

3.如权利要求2所述的一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，所述破碎筒体内壁上还设有若干个间隔排布的第二刀片，在所述剪切轴的轴向上，所述第一刀片对应位于相邻两个所述第二刀片的间隙内。

4.如权利要求1所述的一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，所述搅拌轴的上端贯穿所述反应釜体的顶壁设置，所述反应釜体的顶部设有与所述搅拌轴相连的气泵。

5.如权利要求4所述的一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，所述进气管包括连接于所述搅拌轴的下端且与所述搅拌轴内部连通的弧形管以及两个分别连接于所述弧形管两端的立管，所述弧形管沿所述反应釜体的弧形内底壁向所述反应釜体的外周延伸，所述立管沿所述搅拌轴的轴向延伸、且与所述反应釜体的内侧壁相邻设置。

6.如权利要求5所述的一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，所述搅拌叶片沿所述搅拌轴的轴向间隔设置有三个，最下方的所述搅拌叶片水平对应位于两个所述立管之间。

7.如权利要求5所述的一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，所述进气管的周壁上连接有沿所述进气管的径向延伸的刮片，所述刮片能够与所述反应釜体的内侧壁及内底壁接触以刮除位于所述反应釜体底部的沉淀物。

8.如权利要求1所述的一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，所述加料管包括与所述加料口相连的延伸管以及连接于所述延伸管下端、且向所述破碎装置一侧弯折的弯折管，所述弯折管的下端具有朝向所述破碎进口水平延伸的水平管段。

9.如权利要求8所述的一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，所述水平管段的外端连接有与所述破碎筒体同轴设置的弧形弯管，所述弧形弯管的外周壁上设有朝向所述破碎进口设置、且间隔排布的出料孔。

10.如权利要求1所述的一种电池级碳酸锂生产用反应釜，其特征在于，所述反应釜体的内侧壁上连接有若干个沿所述反应釜体的轴向延伸的挡板，若干个所述挡板沿所述反应釜体的周向间隔排布。